可持续发展和统筹人与自然和谐发展，是科学发展观的基本要求和实践内涵。它不仅体现了以人为本的要求，而且深刻反映了当代自然环境的新变化和中国发展进程的客观要求，反映了人类对自然环境规律的新认识。这些新认识比较集中地体现于20世纪60年代以来环境科学的进展中。作为研究人类生活的外部环境及其与人类之间相互作用的综合性学科，它在自然环境的前提性和本体性、自然环境系统的统一性、自然环境与社会的内在关联、尤其自然环境与经济的互动联系等方面，揭示了一系列新的规律性内涵，从特定方面体现了科学发展观的科学内涵。
首先，自然环境的前提性以可持续的新概念表现出来，既反映了自然环境的本体性意义，也反映了当代经济社会环境一体化发展的规律性要求。人与自然和谐发展是这一要求的直接体现。
马克思、恩格斯在创立唯物史观时曾阐述自然的前提性和本体性意义：“第一个需要确认的事实就是这些个人的肉体组织以及由此产生的个人对其他自然的关系。”“任何历史记载都应当从这些自然基础以及它们在历史进程中由于人们的活动而发生的变更出发。”人们在物质生产中改变着自然；但是，“自然界的优先地位仍然保持着”，人任何时候都无法离开自然条件而生存，这些条件包括地质条件、山岳水文地理条件、气候条件等。
自然环境的前提性和本体性意义在20世纪60年代以宇宙飞船理论的新形式出现。这一理论认为地球像在太空中飞行的宇宙飞船，是一个需要不断消耗自身有限资源的独立系统，其延长寿命的唯一方法是实现宇宙飞船内部的资源循环。宇宙飞船理论从反面突出了地球自然环境的本体性意义。1972年罗马俱乐部报告《增长的极限》则从动态发展的方面展望了地球生存的前景，从另一角度阐述了这一意义：如果让世界人口、工业化、污染、粮食生产和资源消耗等现有趋势继续下去，这个星球上的增长极限会在不远的将来发生。1992年联合国环境发展大会发表的可持续发展宣言表明，可持续概念是自然环境本体性意义的某种现代表达。人与自然和谐发展应上升到人类和地球生存发展的本体论层面上来认识。正是在这一意义上，中共17大报告所说的“坚持全面协调可持续发展”，以及“实现经济社会永续发展”深刻反映了当代自然与经济社会发展的规律性要求。
其次，自然环境系统的统一性以其动态协调平衡的一系列新内涵展现出来，反映了人类对自然环境规律认识的新进展。人与自然和谐发展是这些认识新进展的必然要求。
当代环境科学表明，地球表面的气圈、水圈、土壤-石圈和生物圈主要在太阳能的作用下进行物质循环和能量流动，展现了一系列动态平衡规律。例如，地球热力学的进展反映了地球从太阳吸收的能量与反射到空间的能量之间的平衡。根据每秒1370瓦/平方米的太阳常数，地球从太阳接收的能量为1.75 1017瓦。由于吸收率为70%，地球对于太阳吸收的能量为1.23 1017瓦，一年吸收的总能量为3.7 106夸特。鉴于地球上人类消费的能量大体为4.35 102夸特（2006年数字），因而前者是后者的8500倍。这些总量关系反映了人们对自然系统能量流动关系的新认识。
自然环境系统的统一性也体现于生态系统的规律。主要有生物适应环境的规律，环境变化的选择压力作为制约因素迫使生物体自身调节以适应环境变化；生态系统各种因素相互作用协调发展的规律，表现为各种物种之间、生物与环境因素之间的统一性；生态系统的物质循环、转化和再生的规律，以及生态系统发育进化的规律，表现为生态系统的稳态机制和动态平衡。现在，由于世界上近乎半数的动植物物种濒临灭绝，多样性正在丧失，这种生态系统规律正以危机形式强烈地反映出来，环境保护、人与自然和谐发展也因此表现出前所未有的紧迫性。中共17大提出的要加强水、大气、土壤等污染防治，加强水利、林业、草原建设，促进生态修复，既是形势的要求，也是这种自然环境规律的客观要求。
再次，人类对自然环境的作用成为自然环境演变的重要因素。自然环境与社会的相互关联既表现为人对自然环境演变的深度影响，也表现为自然环境危机对人的强烈警示，还表现为当代人对自然环境的正确认识和积极保护。人与自然和谐发展反映了这一规律的多重要求。
恩格斯曾就自然环境与人的关系指出，我们不要过分陶醉于对自然界的胜利。对于每一次这样的胜利，自然界都报复了我们。因此，我们必须学会认识这些较近的或较远的后果。人类由于参与自然界的物质和能量循环过程，不断地作用和改变自然环境，因而是自然环境演变的确定参与者。人的活动介入和影响自然的程度在今天不同于以往。当今世界大气、水、土壤和生物所受到的污染和破坏已达到危险的程度。联合国政府间气候变化专门委员会气候变化评估报告认为，全球变暖已是不争的事实，这一现象可能90%源于人类的活动。1970年至2004年，全球温室气体排放量增加了70%。预测本世纪末全球气温可能上升1.1至6.4摄氏度，海平面上升18至59厘米。如果气温上升1.5摄氏度以上，全球20%至30%的物种将面临灭绝；如果上升3.5摄氏度以上，40%至70%的物种将面临灭绝。环境危机表现为全球性的特征，自然环境与社会的统一性以新的震撼形式表现出来。
与此相应，人类对生态环境的保护也呈现全球化的趋势。由于环境演变的自然与社会因素显示了多层面多维度的复杂关系，因而正确认识和积极保护自然环境需要把握其中辩证关系的丰富内涵。当代环境地学、环境化学、环境医学、环境物理学、环境生物学、环境工程学等自然科学系列和环境社会学、产业生态学、环境管理学、环境法学、社会生态学等社会科学系列，以及能源技术、环境保护技术等技术科学系列逐步发展起来，构成了人与自然和谐发展的知识基础。正是通过这些具体科学的运用，中共17大所提出的下述目标具有实现的现实可能：加强能源资源节约和生态环境保护，开发和推广节约、替代、循环利用的先进适用技术，发展清洁能源和可再生能源，提高能源资源利用效率；加强应对气候变化能力建设，为保护全球气候作出新贡献等。
最后，经济与自然环境的相互作用作为社会与自然相互作用的特殊层面，从特定角度展现了两者互动的规律性内涵。它不仅一般地要求人与自然和谐发展，而且把经济与自然的良性互动确立为人与自然和谐发展的关键环节。
关于经济与自然环境的统一性内涵主要有以下方面。
——环境因素渗透产业全过程。环境不是生产的次要因素，而是支撑整个经济发展的基础因素和贯通因素。为此，产业生态学要求将环境因素全面纳入产品、服务的设计开发过程，从根本上改变基于污染末端治理的环境保护观念，通过资源循环和能源高效利用实现经济与环境协调发展的双重目标。
——资源在自然系统和经济系统之间的动态平衡。生态经济学强调生态的“吞吐力”：从自然吸取而投放到经济系统中的东西与返回自然环境中的东西的平衡，物质和能量的输入与输出之间的平衡。该平衡要求资源的获取率应等于再生率，即从环境中获取的资源不能超过它的再生增殖能力；废物排放率应等于生态系统的同化率，即排入环境的废弃物不能超过环境自净能力。
——经济机制渗透于环境过程。环境经济学运用产权经济学和外部性解释环境污染与生态保护过程，提出了解决环境与生态问题的市场机制，其运用包括保护产权、排放贸易准许、污染税收收费与财政补贴等措施。
中共17大提出的坚持生态良好的文明发展道路，基本形成节约能源资源和保护生态环境的产业结构、增长方式、消费模式，实现经济与人口、资源、环境协调发展，实际体现了上述规律性的要求，对于深入贯彻落实科学发展观、实现建设生态文明的目标具有重要意义。
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